專利名稱：基于自耦移相變壓器和雙六脈波整流的ups電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電源技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)，涉及基于自耦移相變壓器和雙六脈波整流的UPS電源。
背景技術(shù)：
全球エ業(yè)化信息化經(jīng)濟(jì)對(duì)高品質(zhì)的大功率UPS電源的需求越來(lái)越旺盛，鑒于エ頻UPS電源具有對(duì)供電環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、可靠性高、抗沖擊負(fù)載能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，エ頻UPS電源在各行業(yè)領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。為解決傳統(tǒng)大功率三相エ頻UPS輸入側(cè)整流導(dǎo)致的電カ諧波污染問(wèn)題，一般采用基于全隔離12脈波自耦移相變壓器Tl，或者半功率12脈波自耦移相變壓器Tl平衡電抗器的12脈波整流技木，來(lái)抑制6脈波整流產(chǎn)生的5、7次諧波，該種方式存在12脈波自耦移相變壓器Tl體積大、重量重、成本高的問(wèn)題；而且傳統(tǒng)單ー主功率回路結(jié)構(gòu)不便于功率更大的UPS電源功率単元集成。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、抗干擾能力強(qiáng)，且體積小、成本低、可有效降低側(cè)電カ諧波干擾的UPS電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為
基于自耦移相變壓器和雙六脈波整流的UPS電源，其包括電源三相交流輸入端、電源三相交流輸出端、12脈波自耦移相變壓器Tl、兩路并聯(lián)連接的輸出裝置、儲(chǔ)能裝置、旁路靜態(tài)開關(guān)裝置和充電器；12脈波自耦移相變壓器Tl的三相交流輸入端與電源三相交流輸入端連接，12脈波自耦移相變壓器Tl設(shè)有兩組三相交流輸出端，分別為超前組三相交流輸出端和滯后組三相交流輸出端，其中一路輸出裝置包括依次連接的超前組6脈波整流器、超前組三相逆變器、超前組エ頻隔離變壓器T2以及超前組主路靜態(tài)開關(guān)裝置；另一路輸出裝置包括依次連接的滯后組6脈波整流器、滯后組三相逆變器、滯后組エ頻隔離變壓器T3以及滯后組主路靜態(tài)開關(guān)裝置；所述超前組三相交流輸出端與超前組6脈波整流器的三相交流輸入端連接，滯后組三相交流輸出端與滯后組6脈波整流器的三相交流輸入端連接；超前組主路靜態(tài)開關(guān)裝置的三相交流輸出端和滯后組主路靜態(tài)開關(guān)裝置的三相交流輸出端分別與電源三相交流輸出端連接，旁路靜態(tài)開關(guān)裝置的三相交流輸出端亦與電源三相交流輸出端連接；所述儲(chǔ)能裝置設(shè)有超前組輸出端和滯后組輸出端，超前組輸出端與超前組三相逆變器的直流輸入端連接，滯后組輸出端與滯后組三相逆變器的直流輸入端連接；儲(chǔ)能裝置的輸入端與充電器的直流輸出端連接，充電器的三相交流端與電源三相交流輸入端連接，旁路靜態(tài)開關(guān)裝置的三相交流輸入端亦與電源三相交流輸入端連接。進(jìn)ー步地，12脈波自耦移相變壓器Tl輸出到上述并聯(lián)兩路的輸出裝置的三相交流電的相互相位差為30度。進(jìn)ー步地，所述儲(chǔ)能裝置包括蓄電池組和兩個(gè)用于電流定向流動(dòng)的定向耦合單元，一個(gè)定向耦合單元的兩個(gè)輸出端分別與超前組三相逆變器的輸入端的正極和滯后組三相逆變器的輸入端的正極連接，且該定向耦合單元的輸入端與蓄電池組的正極連接；另一個(gè)定向耦合單元的兩個(gè)輸出端分別與超前組三相逆變器的輸入端的負(fù)極和滯后組三相逆變器的輸入端的負(fù)極連接，且該定向耦合單元的輸入端與蓄電池組的負(fù)極連接；所述充電器的直流輸出端與蓄電池組連接；超前組6脈波組整流器的輸出電壓和滯后組6脈波組整流器的輸出電壓均高于所述蓄電池組的電壓。實(shí)際實(shí)行時(shí)，超前組6脈波組整流器的輸出電壓和滯后組6脈波組整流器的輸出電壓均略高于所述蓄電池組的電壓，均高出O. OflV左右的電壓。進(jìn)ー步地，所述定向耦合單元包括兩個(gè)ニ極管，所述ー個(gè)定向耦合単元的兩個(gè)ニ極管的正極分別與超前組三相逆變器的直流輸入端的正極和滯后組三相逆變器的直流輸入端的正極連接，且所述一個(gè)定向耦合單元的兩個(gè)ニ極管的負(fù)極均與蓄電池組的正極連接；所述另ー個(gè)定向耦合單元的兩個(gè)ニ極管的負(fù)極分別與超前組三相逆變器的直流輸入端的負(fù)極和滯后組三相逆變器的直流輸入端的負(fù)極連接，且所述另ー個(gè)定向耦合単元的兩個(gè)ニ極管的正極分別與蓄電池組的負(fù)極連接。進(jìn)ー步地，所述定向耦合單元還包括ー個(gè)開關(guān)組，開關(guān)組包括兩個(gè)開關(guān)裝置，兩個(gè)開關(guān)裝置分別與定向耦合單元的兩個(gè)ニ極管并聯(lián)連接。
進(jìn)ー步地，所述儲(chǔ)能裝置還包括接觸器JK1、JK2，分別與超前組三相逆變器的直流輸入端的正極和負(fù)極連接的兩個(gè)ニ極管Dl、D2為超前組ニ極管，分別與滯后組三相逆變器的直流輸入端的正極和負(fù)極連接的兩個(gè)ニ極管D3、D4為滯后組ニ極管；超前組ニ極管的兩個(gè)ニ極管Dl、D2分別并聯(lián)接觸器JKl的主觸頭，滯后組ニ極管的兩個(gè)ニ極管D3、D4分別并聯(lián)接觸器JK2的主觸頭。進(jìn)ー步地，所述12脈波自耦移相變壓器Tl為12脈波30度自耦移相變壓器，所述超前組三相交流輸出端為Al、BI、Cl ;所述滯后組三相交流輸出端為A2、B2、C2 ；超前組6脈波組整流器的超前組可控三相整流電路由電感組LI和單向可控硅元件SCR1、SCR3、SCR5、SCR4、SCR6、SCR2以及電容Cl組成，其中電感組LI由電感L11、電感L12和電感L13組成，電感Lll的一端與Al端連接，電感Lll的另一端分別與單向可控硅元件SCRl的正極、SCR4的負(fù)極連接；電感L12的一端與BI端連接，電感L12的另一端分別與單向可控硅元件SCR3的正極、SCR6的負(fù)極連接；電感L13的一端與Cl端連接，電感L13的另一端分別與單向可控硅元件SCR5的正扱、SCR2的負(fù)極連接；電容Cl的正極分別與單向可控硅元件SCRU SCR3、SCR5的負(fù)極連接以及與超前組6脈波組整流器的直流輸出端的正極連接；電容Cl的負(fù)極分別與單向可控硅元件SCR2、SCR4、SCR6的負(fù)極連接以及與超前組6脈波組整流器的直流輸出端的負(fù)極連接；所述超前組三相逆變器的超前組三相橋逆變電路由絕緣柵雙極型晶體管IGBTl、IGBT3、IGBT5、IGBT4、IGBT6和IGBT2組成，其中絕緣柵雙極型晶體管IGBTUIGBT3和GBT5的集電極分別與超前組三相逆變器的直流輸入端的正極連接，超前組三相逆變器的直流輸入端的正極與超前組6脈波組整流器的直流輸出端的正極連接，絕緣柵雙極型晶體管IGBT4、IGBT6和IGBT2的發(fā)射極分別與超前組三相逆變器的直流輸入端的負(fù)極連接，超前組三相逆變器的直流輸入端的負(fù)極與超前組6脈波組整流器的直流輸出端的負(fù)極連接；絕緣柵雙極型晶體管IGBT1、IGBT3和GBT5的發(fā)射極分別與絕緣柵雙極型晶體管IGBT4、IGBT6和IGBT2的集電極連接；其中絕緣柵雙極型晶體管IGBTl、IGBT3和GBT5的發(fā)射極還分別與超前組三相逆變器的三個(gè)三相交流輸出端連接；超前組エ頻隔離變壓器T2的三相交流輸入端與超前組三相逆變器的三相交流輸出端連接；超前組エ頻隔離變壓器Τ2采用D/Y11接法，超前組エ頻隔離變壓器Τ2與超前組主路靜態(tài)開關(guān)裝置之間設(shè)有由電容C31、C32、C33組成的電容組C3，超前組エ頻隔離變壓器Τ2的三相交流輸出端為A3、B3、C3 ;電容C31的一端分別與電容C33的一端和三相交流輸出端A3連接，電容C31的另ー端分別與電容C32的一端和三相交流輸出端B3連接，電容C32的另一端分別與電容C33的另一端和三相交流輸出端C3連接；超前組エ頻隔離變壓器T2和電容組C3組成超前組LC低通濾波器，所述超前組主路靜態(tài)開關(guān)裝置由雙向可控硅元件SCR7、SCR8和SCR9組成，雙向可控硅元件SCR7、SCR8和SCR9的一端分別與超前組エ頻隔離變壓器T2的三相交流輸出端A3、B3、C3連接，雙向可控硅元件SCR7、SCR8和SCR9的另一端分別與電源三相交流輸出端連接；滯后組6脈波組整流器的滯后 組可控三相整流電路由電感組L2和單向可控硅元件SCR1\SCR3\SCR5\SCR4\SCR6\SCR2,以及電容C2組成，其中電感組L2由電感L21、電感L22和電感L23組成，電感L21的一端與A2端連接，電感L21的另一端分別與單向可控硅元件SCR1,的正極、SCR4,的負(fù)極連接；電感L22的一端與B2端連接，電感L22的另一端分別與單向可控硅元件SCR3,的正極、SCR6,的負(fù)極連接；電感L23的一端與C2端連接，電感L23的另一端分別與單向可控硅元件SCR5,的正極、SCR2,的負(fù)極連接；電容C2的正極分別與單向可控硅元件SCR1,、SCR3,、SCR5,的負(fù)極連接以及與滯后組6脈波組整流器的直流輸出端的正極連接；電容C2的負(fù)極分別與單向可控硅元件SCR2,、SCR4,、SCR6,的負(fù)極連接以及與滯后組6脈波組整流器的直流輸出端的負(fù)極連接；所述滯后組三相逆變器的滯后組三相橋逆變電路由絕緣柵雙極型晶體管IGBIT、IGBT3,、IGBT5,、IGBTt、IGBT6,和IGBT2,組成，其中絕緣柵雙極型晶體管IGBIT、IGBT3,和GBT5,的集電極分別與滯后組三相逆變器的直流輸入端的正極連接，滯后組三相逆變器的直流輸入端的正極與滯后組6脈波組整流器的直流輸出端的正極連接，絕緣柵雙極型晶體管IGBT4\IGBT6,和IGBT2,的發(fā)射極分別與滯后組三相逆變器的直流輸入端的負(fù)極連接，滯后組三相逆變器的直流輸入端的負(fù)極與滯后組6脈波組整流器的直流輸出端的負(fù)極連接；絕緣柵雙極型晶體管IGBIT、IGBT3,和GBT5,的發(fā)射極分別與絕緣柵雙極型晶體管IGBT4\IGBT6,和IGBT2,的集電極連接；其中絕緣柵雙極型晶體管IGBIT、IGBT3,和GBT5,的發(fā)射極還分別與滯后組三相逆變器的三個(gè)三相交流輸出端連接；滯后組エ頻隔離變壓器T3的三相交流輸入端與滯后組三相逆變器的三相交流輸出端連接；滯后組エ頻隔離變壓器T3采用D/Y11接法，滯后組エ頻隔離變壓器T3與滯后組主路靜態(tài)開關(guān)裝置之間設(shè)有由電容C41、C42、C43組成的電容組C4，滯后組エ頻隔離變壓器T3的三相交流輸出端為A4、B5、C6 ;電容C41的一端分別與電容C43的一端和三相交流輸出端A4連接，電容C41的另一端分別與電容C42的一端和三相交流輸出端B4連接，電容C42的另一端分別與電容C43的另一端和三相交流輸出端C4連接；滯后組エ頻隔離變壓器T3和電容組C4組成滯后組LC低通濾波器，所述滯后組主路靜態(tài)開關(guān)裝置由雙向可控硅元件SCR10、SCRll和SCR12組成，雙向可控硅元件SCR10、SCRll和SCR12的一端分別與滯后組エ頻隔離變壓器T3的三相交流輸出端A4、B4、C4連接，雙向可控硅元件SCR10、SCRll和SCR12的另一端分別與電源三相交流輸出端連接；所述旁路靜態(tài)開關(guān)裝置由雙向可控硅元件SCR13、SCR14和SCR15組成，雙向可控硅元件SCR13、SCR14和SCR15的一端分別與電源三相交流輸入端連接，雙向可控硅元件SCR13、SCR14和SCR15的另一端分別與電源三相交流輸出端連接。
進(jìn)ー步地，電源三相交流輸入端與12脈波自耦移相變壓器Tl之間設(shè)有三相輸入開關(guān)裝置CBl和熔斷器組，熔斷器組由熔斷器FUSE1、FUSE2和FUSE3組成，熔斷器FUSE1、FUSE2和FUSE3的一端與12脈波自耦移相變壓器Tl的三相交流輸入端連接，熔斷器FUSEU FUSE2和FUSE3的另一端與三相輸入開關(guān)裝置CBl的輸出端連接，三相輸入開關(guān)裝置CBl的輸入端與電源三相交流輸入端連接。
進(jìn)ー步地，所述熔斷器FUSEl、FUSE2和FUSE3的一端設(shè)有霍爾電流傳感器HPl、HP2和HP3，且熔斷器FUSEl、FUSE2和FUSE3的一端分別通過(guò)霍爾電流傳感器HPl、HP2和HP3與12脈波自耦移相變壓器Tl的三相交流輸入端連接。進(jìn)ー步地，所述基于自耦移相變壓器和雙六脈波整流的UPS電源還包括用于控制逆變器輸出的同步控制単元，同步控制単元的輸入端與電源三相交流輸入端連接，同步控制單元設(shè)有兩組輸出端，ー組輸出端與超前組三相逆變器的控制端連接，另ー組輸出端與滯后組三相逆變器的控制端連接。進(jìn)ー步地，超前組6脈波組整流器的直流輸出端的正極與超前組三相逆變器的直流輸入端的正極之間設(shè)有霍爾電流傳感器HP5 ;滯后組6脈波組整流器的直流輸出端的正極與滯后組三相逆變器的直流輸入端的正極之間設(shè)有霍爾電流傳感器HP6 ;超前組三相逆變器的交流輸出端與超前組エ頻隔離變壓器T2的三相交流輸入端之間設(shè)有霍爾電流傳感器HP7、HP8和HP9，滯后組三相逆變器的交流輸出端與超前組エ頻隔離變壓器T3的三相交流輸入端之間設(shè)有霍爾電流傳感器HP10、HP11和HP12 ;所述電源三相交流輸出端設(shè)有斷路器CB3，斷路器CB3的一端分別與超前組主路靜態(tài)開關(guān)裝置的輸出端、滯后組主路靜態(tài)開關(guān)裝置的輸出端和旁路靜態(tài)開關(guān)裝置的輸出端對(duì)應(yīng)連接，斷路器CB3的另一端與電源三相交流輸出端連接；旁路靜態(tài)開關(guān)裝置的輸入端與電源三相交流輸入端之間設(shè)有斷路器CB2，電源三相交流輸入端與電源三相交流輸出端之間設(shè)有斷路器CB4。本發(fā)明的有益效果為基于自耦移相變壓器和雙六脈波整流的UPS電源，包括電源三相交流輸入端、電源三相交流輸出端、12脈波自耦移相變壓器Tl、兩路并聯(lián)連接的輸出裝置、儲(chǔ)能裝置、旁路靜態(tài)開關(guān)裝置和充電器；12脈波自耦移相變壓器Tl的三相交流輸入端與電源三相交流輸入端連接，12脈波自耦移相變壓器Tl設(shè)有兩組三相交流輸出端，分別為超前組三相交流輸出端和滯后組三相交流輸出端，其中一路輸出裝置包括依次連接的超前組6脈波整流器、超前組三相逆變器、超前組エ頻隔離變壓器T2以及超前組主路靜態(tài)開關(guān)裝置；另一路輸出裝置包括依次連接的滯后組6脈波整流器、滯后組三相逆變器、滯后組エ頻隔離變壓器T3以及滯后組主路靜態(tài)開關(guān)裝置；所述超前組三相交流輸出端與超前組6脈波整流器的三相交流輸入端連接，滯后組三相交流輸出端與滯后組6脈波整流器的三相交流輸入端連接；超前組主路靜態(tài)開關(guān)裝置的三相交流輸出端和滯后組主路靜態(tài)開關(guān)裝置的三相交流輸出端分別與電源三相交流輸出端連接，旁路靜態(tài)開關(guān)裝置的三相交流輸出端亦與電源三相交流輸出端連接；所述儲(chǔ)能裝置設(shè)有超前組輸出端和滯后組輸出端，超前組輸出端與超前組三相逆變器的直流輸入端連接，滯后組輸出端與滯后組三相逆變器的直流輸入端連接；儲(chǔ)能裝置的輸入端與充電器的直流輸出端連接，充電器的三相交流端與電源三相交流輸入端連接，旁路靜態(tài)開關(guān)裝置的三相交流輸入端亦與電源三相交流輸入端連接。本發(fā)明采用兩路并聯(lián)輸出裝置，使得本發(fā)明的使用可靠性增加；同時(shí)將エ頻隔離變壓器設(shè)置于兩路輸出裝置的三相逆變器的后面，實(shí)現(xiàn)兩路對(duì)稱三相電的并聯(lián)和隔離輸出，有效降低了エ頻UPS電源整流側(cè)整流變壓器的額定功率、體積、重量以及成本。


圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明的12脈波自耦移相變壓器Tl的繞組結(jié)構(gòu)和連接示意圖。圖3為本發(fā)明的兩 路輸出裝置的同步隔離輸出并聯(lián)三相逆變器主電路圖。圖4為本發(fā)明的儲(chǔ)能裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本發(fā)明的系統(tǒng)原理圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例如圖I至圖4所示，基于自耦移相變壓器和雙六脈波整流的UPS電源，包括電源三相交流輸入端、電源三相交流輸出端、12脈波自耦移相變壓器Tl、兩路并聯(lián)連接的輸出裝置、儲(chǔ)能裝置、旁路靜態(tài)開關(guān)裝置和充電器；12脈波自耦移相變壓器Tl的三相交流輸入端與電源三相交流輸入端連接，12脈波自耦移相變壓器Tl設(shè)有兩組三相交流輸出端，分別為超前組三相交流輸出端和滯后組三相交流輸出端，其中一路輸出裝置包括依次連接的超前組6脈波整流器、超前組三相逆變器、超前組エ頻隔離變壓器T2以及超前組主路靜態(tài)開關(guān)裝置；另一路輸出裝置包括依次連接的滯后組6脈波整流器、滯后組三相逆變器、滯后組エ頻隔離變壓器T3以及滯后組主路靜態(tài)開關(guān)裝置；所述超前組三相交流輸出端與超前組6脈波整流器的三相交流輸入端連接，滯后組三相交流輸出端與滯后組6脈波整流器的三相交流輸入端連接；超前組主路靜態(tài)開關(guān)裝置的三相交流輸出端和滯后組主路靜態(tài)開關(guān)裝置的三相交流輸出端分別與電源三相交流輸出端連接，旁路靜態(tài)開關(guān)裝置的三相交流輸出端亦與電源三相交流輸出端連接；所述儲(chǔ)能裝置設(shè)有超前組輸出端和滯后組輸出端，超前組輸出端與超前組三相逆變器的直流輸入端連接，滯后組輸出端與滯后組三相逆變器的直流輸入端連接；儲(chǔ)能裝置的輸入端與充電器的直流輸出端連接，充電器的三相交流端與電源三相交流輸入端連接，旁路靜態(tài)開關(guān)裝置的三相交流輸入端亦與電源三相交流輸入端連接。進(jìn)ー步地，12脈波自耦移相變壓器Tl輸出到上述并聯(lián)兩路的輸出裝置的三相交流電的相互相位差為30度。本發(fā)明工作吋，12脈波自耦移相變壓器Tl的輸入端通過(guò)電源相交流輸入端與市電連接，市電經(jīng)過(guò)12脈波自耦移相變壓器Tl降壓并分兩路通過(guò)兩路并聯(lián)的輸出裝置對(duì)外輸出，在對(duì)外輸出時(shí)，超前組エ頻隔離變壓器、滯后組エ頻隔離變壓器分別設(shè)置于上述的兩路輸出裝置之中，對(duì)電路進(jìn)行分別隔離，因此兩個(gè)エ頻隔離變壓器的功率較小，可以做到小型化、輕量化，有利于集成；在市電正常的情況下，旁路靜態(tài)開關(guān)為斷開狀態(tài)，12脈波自耦移相變壓器Tl將輸入的對(duì)稱三相交流電源移相為兩組相位對(duì)應(yīng)互差30度的對(duì)稱三相交流電源；兩組對(duì)稱三相交流電源分別經(jīng)過(guò)超前組6脈波整流器、滯后組6脈波整流器整流后，輸出兩路獨(dú)立直流電源分別供給后級(jí)的三相逆變器；此時(shí)，市電三相電源通過(guò)充電器對(duì)儲(chǔ)能裝置進(jìn)行充電；超前組三相逆變器和滯后組三相逆變器相互對(duì)立，分別輸出對(duì)稱三相電到超前組エ頻隔離變壓器、滯后組エ頻隔離變壓器，超前組、滯后組エ頻隔離變壓器和超前組、滯后組主路靜態(tài)開關(guān)裝置實(shí)現(xiàn)兩組對(duì)稱三相電的并聯(lián)輸出。
在常規(guī)情況下，需要利用大電感耦合的大電流平衡電抗器，才能實(shí)現(xiàn)雙6脈波整流器輸出的直流側(cè)并聯(lián)，由于其成本高，抵消了 12脈波整流帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益。本發(fā)明避開了使用笨重的平衡電抗器，分別采用兩個(gè)主電路完全相同的獨(dú)立逆變通道，逆變通道由三相逆變器、エ頻隔離變壓器和主路靜態(tài)開關(guān)裝置組成，這樣雙6脈波整流就不能通過(guò)直流側(cè)并聯(lián)形成環(huán)流，從而使自耦移相變壓器精確實(shí)現(xiàn)了 12脈波整流，極大地減小了輸入電流諧波。兩個(gè)主電路完全相同的獨(dú)立逆變通道其輸出分別通過(guò)超前組、滯后組エ頻隔離變壓器隔離后，由兩路的超前組、滯后組 主路靜態(tài)開關(guān)裝置實(shí)現(xiàn)并聯(lián)輸出，這樣既保住了 6脈波整流輸出功率的平衡，又增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性。參考圖3，工作時(shí)，兩路獨(dú)立逆變通道按相同規(guī)律工作，輸出各相頻率、相位和幅值相同的三相電；并使輸出三相電與輸入電網(wǎng)電壓同
止/J/ O本發(fā)明對(duì)外供電采用冗余設(shè)計(jì)，穩(wěn)定可靠性高，可持續(xù)對(duì)外供電。本發(fā)明的裝置正常工作時(shí)，有兩路輸出裝置對(duì)外供電，當(dāng)某一路輸出裝置出現(xiàn)故障時(shí)，另一路輸出裝置仍然可以對(duì)外供電；當(dāng)兩路的輸出裝置均出現(xiàn)故障時(shí)，兩路的主路靜態(tài)開關(guān)裝置將會(huì)自動(dòng)斷開，旁路靜態(tài)開關(guān)裝置將會(huì)連通，進(jìn)行旁路輸出；當(dāng)市電中斷，儲(chǔ)能裝置將直接對(duì)兩路的輸出裝置的三相逆變器進(jìn)行供電，提供直流電能。本發(fā)明采用12脈波自耦移相變壓器Tl和兩路輸出裝置的配合方式，在極大降低常規(guī)12脈波自耦移相變壓器容量的情況下，實(shí)現(xiàn)了 12脈波整流，有效降低了 AC — DC整流的網(wǎng)側(cè)輸入電流諧波、有效抑制5、7次諧波。進(jìn)ー步地，所述儲(chǔ)能裝置包括蓄電池組和兩個(gè)用于電流定向流動(dòng)的定向耦合單元，一個(gè)定向耦合單元的兩個(gè)輸出端分別與超前組三相逆變器的輸入端的正極和滯后組三相逆變器的輸入端的正極連接，且該定向耦合單元的輸入端與蓄電池組的正極連接；另ー個(gè)定向耦合單元的兩個(gè)輸出端分別與超前組三相逆變器的輸入端的負(fù)極和滯后組三相逆變器的輸入端的負(fù)極連接，且該定向耦合單元的輸入端與蓄電池組的負(fù)極連接；所述充電器的直流輸出端與蓄電池組連接；超前組6脈波組整流器的輸出電壓和滯后組6脈波組整流器的輸出電壓均高于所述蓄電池組的電壓。實(shí)際實(shí)行時(shí)，超前組6脈波組整流器的輸出電壓和滯后組6脈波組整流器的輸出電壓均略高于所述蓄電池組的電壓，均高出O. OflV左右的電壓。本發(fā)明采用兩個(gè)定向耦合單元和蓄電池組配合的方式，實(shí)現(xiàn)雙直流回路結(jié)構(gòu)；兩個(gè)直流回路共用ー組蓄電池組，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低。本發(fā)明工作時(shí)，且當(dāng)各個(gè)裝置正常工作時(shí)，兩路的輸出裝置的整流器的輸出電壓均高于所述蓄電池組的電壓，即兩路的三相逆變器的輸入電壓高于蓄電池組的電壓，由于蓄電池組通過(guò)定向耦合単元與三相逆變器連接，此時(shí)蓄電池組不對(duì)三相逆變器進(jìn)行供電，且定向耦合單元阻止電流流向蓄電池組。當(dāng)市電中斷吋，整流器不能對(duì)三相逆變器進(jìn)行供電，此時(shí)蓄電池組的電壓高于三相逆變器的輸入端電壓，蓄電池組直接對(duì)三相逆變器進(jìn)行供電；使得UPS電源可以持續(xù)供電。進(jìn)ー步地，所述定向耦合單元包括兩個(gè)ニ極管，所述ー個(gè)定向耦合単元的兩個(gè)ニ極管的正極分別與超前組三相逆變器的直流輸入端的正極和滯后組三相逆變器的直流輸入端的正極連接，且所述一個(gè)定向耦合單元的兩個(gè)ニ極管的負(fù)極均與蓄電池組的正極連接；所述另ー個(gè)定向耦合單元的兩個(gè)ニ極管的負(fù)極分別與超前組三相逆變器的直流輸入端的負(fù)極和滯后組三相逆變器的直流輸入端的負(fù)極連接，且所述另ー個(gè)定向耦合単元的兩個(gè)ニ極管的正極分別與蓄電池組的負(fù)極連接。 通過(guò)ニ極管實(shí)現(xiàn)電流的定向流動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低。進(jìn)ー步地，所述定向耦合單元還包括ー個(gè)開關(guān)組，開關(guān)組包括兩個(gè)開關(guān)裝置，兩個(gè)開關(guān)裝置分別與定向耦合單元的兩個(gè)ニ極管并聯(lián)連接。當(dāng)市電正常供應(yīng)，且各裝置正常工作時(shí)，定向耦合單元的開關(guān)組斷開；當(dāng)市電中斷后，定向耦合単元的開關(guān)組的兩個(gè)開關(guān)閉合，ニ極管形成短路；減少ニ極管的能耗，節(jié)省能源；提高UPS系統(tǒng)的效率。進(jìn)ー步地，所述儲(chǔ)能裝置還包括接觸器JK1、JK2，分別與超前組三相逆變器的直流輸入端的正極和負(fù)極連接的兩個(gè)ニ極管Dl、D2為超前組ニ極管，分別與滯后組三相逆變器 的直流輸入端的正極和負(fù)極連接的兩個(gè)ニ極管D3、D4為滯后組ニ極管；超前組ニ極管的兩個(gè)ニ極管Dl、D2分別并聯(lián)接觸器JKl的主觸頭，滯后組ニ極管的兩個(gè)ニ極管D3、D4分別并聯(lián)接觸器JK2的主觸頭。DU D2構(gòu)成蓄電池向超前組直流母線供電的單向通道，在Dl和D2上分別并聯(lián)一個(gè)接觸器JKl的主觸頭；同樣，D3、D4構(gòu)成蓄電池向滯后組直流母線供電的單向通道，在D3和D4上也分別并聯(lián)ー個(gè)接觸器JK2的主觸頭。在市電正常情況下，JKl和JK2是斷開的，由于蓄電池組電壓略低于兩整流輸出的直流母線電壓，蓄電池回路對(duì)兩組直流母線不會(huì)產(chǎn)生影響，因而不影響雙六脈波全橋整流實(shí)現(xiàn)12脈波整流。當(dāng)市電不正常時(shí)，控制電路控制接觸器JK1、JK2閉合，消除了ニ極管Dl、D2、D3、D4的導(dǎo)通損耗，提高了蓄電池放電時(shí)UPS系統(tǒng)的效率。進(jìn)ー步地，所述12脈波自耦移相變壓器Tl為12脈波30度自耦移相變壓器，所述超前組三相交流輸出端為Al、BI、Cl ;所述滯后組三相交流輸出端為A2、B2、C2 ;超前組6脈波組整流器的超前組可控三相整流電路由電感組LI和單向可控硅元件SCR1、SCR3、SCR5、SCR4、SCR6、SCR2以及電容Cl組成，其中電感組LI由電感L11、電感L12和電感L13組成，電感Lll的一端與Al端連接，電感Lll的另一端分別與單向可控硅元件SCRl的正極、SCR4的負(fù)極連接；電感L12的一端與BI端連接，電感L12的另一端分別與單向可控硅元件SCR3的正極、SCR6的負(fù)極連接；電感L13的一端與Cl端連接，電感L13的另一端分別與單向可控硅元件SCR5的正扱、SCR2的負(fù)極連接；電容Cl的正極分別與單向可控硅元件SCRU SCR3、SCR5的負(fù)極連接以及與超前組6脈波組整流器的直流輸出端的正極連接；電容Cl的負(fù)極分別與單向可控硅元件SCR2、SCR4、SCR6的負(fù)極連接以及與超前組6脈波組整流器的直流輸出端的負(fù)極連接；所述超前組三相逆變器的超前組三相橋逆變電路由絕緣柵雙極型晶體管IGBTl、IGBT3、IGBT5、IGBT4、IGBT6和IGBT2組成，其中絕緣柵雙極型晶體管IGBTUIGBT3和GBT5的集電極分別與超前組三相逆變器的直流輸入端的正極連接，超前組三相逆變器的直流輸入端的正極與超前組6脈波組整流器的直流輸出端的正極連接，絕緣柵雙極型晶體管IGBT4、IGBT6和IGBT2的發(fā)射極分別與超前組三相逆變器的直流輸入端的負(fù)極連接，超前組三相逆變器的直流輸入端的負(fù)極與超前組6脈波組整流器的直流輸出端的負(fù)極連接；絕緣柵雙極型晶體管IGBT1、IGBT3和GBT5的發(fā)射極分別與絕緣柵雙極型晶體管IGBT4、IGBT6和IGBT2的集電極連接；其中絕緣柵雙極型晶體管IGBTl、IGBT3和GBT5的發(fā)射極還分別與超前組三相逆變器的三個(gè)三相交流輸出端連接；超前組エ頻隔離變壓器T2的三相交流輸入端與超前組三相逆變器的三相交流輸出端連接；超前組エ頻隔離變壓器Τ2采用D/Y11接法，超前組エ頻隔離變壓器Τ2與超前組主路靜態(tài)開關(guān)裝置之間設(shè)有由電容C31、C32、C33組成的電容組C3，超前組エ頻隔離變壓器Τ2的三相交流輸出端為A3、B3、C3 ;電容C31的一端分別與電容C33的一端和三相交流輸出端A3連接，電容C31的另ー端分別與電容C32的一端和三相交流輸出端B3連接，電容C32的另一端分別與電容C33的另一端和三相交流輸出端C3連接；超前組エ頻隔離變壓器T2和電容組C3組成超前組LC低通濾波器，所述超前組主路靜態(tài)開關(guān)裝置由雙向可控硅元件SCR7、SCR8和SCR9組成，雙向可控硅元件SCR7、SCR8和SCR9的一端分別與超前組エ頻隔離變壓器T2的三相交流輸出端A3、B3、C3連接，雙向可控硅元件SCR7、SCR8和SCR9的另一端分別與電源三相交流輸出端連接；滯后組6脈波組整流器的滯后組可控三相整流電路由電感組L2和單向可控硅元件SCR1\SCR3\SCR5\SCR4\SCR6\SCR2,以及電容C2組成，其中電感組L2由電感L21、電感L22和電感L23組成，電感L21的一端與A2端連接，電感L21的另一端分別與單向可控硅元件SCR1,的正極、SCR4,的負(fù)極連接；電感L22的一端與B2端連接，電感L22的另一端分別與單向可控硅元件SCR3,的正極、SCR6,的負(fù)極連接；電感L23的一端與C2端連接，電感L23的另一端分別與單向可控硅元件SCR5,的正極、SCR2,的負(fù)極連接；電容C2的正極分別與單向可控硅元件SCR1,、SCR3,、SCR5,的負(fù)極連接以及與滯后組6脈波組整流器的 直流輸出端的正極連接；電容C2的負(fù)極分別與單向可控硅元件SCR2,、SCR4,、SCR6,的負(fù)極連接以及與滯后組6脈波組整流器的直流輸出端的負(fù)極連接；所述滯后組三相逆變器的滯后組三相橋逆變電路由絕緣柵雙極型晶體管IGBIT、IGBT3,、IGBT5,、IGBTt、IGBT6,和IGBT2,組成，其中絕緣柵雙極型晶體管IGBIT、IGBT3,和GBT5,的集電極分別與滯后組三相逆變器的直流輸入端的正極連接，滯后組三相逆變器的直流輸入端的正極與滯后組6脈波組整流器的直流輸出端的正極連接，絕緣柵雙極型晶體管IGBT4\IGBT6,和IGBT2,的發(fā)射極分別與滯后組三相逆變器的直流輸入端的負(fù)極連接，滯后組三相逆變器的直流輸入端的負(fù)極與滯后組6脈波組整流器的直流輸出端的負(fù)極連接；絕緣柵雙極型晶體管IGBIT、IGBT3,和GBT5,的發(fā)射極分別與絕緣柵雙極型晶體管IGBT4\IGBT6,和IGBT2,的集電極連接；其中絕緣柵雙極型晶體管IGBIT、IGBT3,和GBT5,的發(fā)射極還分別與滯后組三相逆變器的三個(gè)三相交流輸出端連接；滯后組エ頻隔離變壓器T3的三相交流輸入端與滯后組三相逆變器的三相交流輸出端連接；滯后組エ頻隔離變壓器T3采用D/Y11接法，滯后組エ頻隔離變壓器T3與滯后組主路靜態(tài)開關(guān)裝置之間設(shè)有由電容C41、C42、C43組成的電容組C4，滯后組エ頻隔離變壓器T3的三相交流輸出端為A4、B5、C6 ;電容C41的一端分別與電容C43的一端和三相交流輸出端A4連接，電容C41的另一端分別與電容C42的一端和三相交流輸出端B4連接，電容C42的另一端分別與電容C43的另一端和三相交流輸出端C4連接；滯后組エ頻隔離變壓器T3和電容組C4組成滯后組LC低通濾波器，所述滯后組主路靜態(tài)開關(guān)裝置由雙向可控硅元件SCR10、SCRll和SCR12組成，雙向可控硅元件SCR10、SCRll和SCR12的一端分別與滯后組エ頻隔離變壓器T3的三相交流輸出端A4、B4、C4連接，雙向可控硅元件SCR10、SCRll和SCR12的另一端分別與電源三相交流輸出端連接；所述旁路靜態(tài)開關(guān)裝置由雙向可控硅元件SCR13、SCR14和SCR15組成，雙向可控硅元件SCR13、SCR14和SCR15的一端分別與電源三相交流輸入端連接，雙向可控硅元件SCR13、SCR14和SCR15的另一端分別與電源三相交流輸出端連接。
進(jìn)ー步地，所述基于自耦移相變壓器和雙六脈波整流的UPS電源還包括用于控制逆變器輸出的同步控制単元，同步控制単元的輸入端與電源三相交流輸入端連接，同步控制單元設(shè)有兩組輸出端，ー組輸出端與超前組三相逆變器的控制端連接，另ー組輸出端與滯后組三相逆變器的控制端連接。進(jìn)ー步地，電源三相交流輸入端與12脈波自耦移相變壓器Tl之間設(shè)有三相輸入開關(guān)裝置CBl和熔斷器組，熔斷器組由熔斷器FUSE1、FUSE2和FUSE3組成，熔斷器FUSE1、FUSE2和FUSE3的一端與12脈波自耦移相變壓器Tl的三相交流輸入端連接，熔斷器FUSEU FUSE2和FUSE3的另一端與三相輸入開關(guān)裝置CBl的輸出端連接，三相輸入開關(guān)裝置CBl的輸入端與電源三相交流輸入端連接 。進(jìn)ー步地，所述熔斷器FUSEl、FUSE2和FUSE3的一端與12脈波自耦移相變壓器Tl的三相交流輸入端之間設(shè)有霍爾電流傳感器HP1、HP2和HP3。進(jìn)ー步地，超前組6脈波組整流器的直流輸出端的正極與超前組三相逆變器的直流輸入端的正極之間設(shè)有霍爾電流傳感器HP5 ;滯后組6脈波組整流器的直流輸出端的正極與滯后組三相逆變器的直流輸入端的正極之間設(shè)有霍爾電流傳感器HP6 ;超前組三相逆變器的交流輸出端與超前組エ頻隔離變壓器T2的三相交流輸入端之間設(shè)有霍爾電流傳感器HP7、HP8和HP9，滯后組三相逆變器的交流輸出端與超前組エ頻隔離變壓器T3的三相交流輸入端之間設(shè)有霍爾電流傳感器HP10、HPll和HP12 ;所述電源三相交流輸出端設(shè)有斷路器CB3，流斷路器CB3的一端分別與超前組主路靜態(tài)開關(guān)裝置的輸出端、滯后組主路靜態(tài)開關(guān)裝置的輸出端和旁路靜態(tài)開關(guān)裝置的輸出端對(duì)應(yīng)連接，斷路器CB3的另一端與電源三相交流輸出端連接；旁路靜態(tài)開關(guān)裝置的輸入端與電源三相交流輸入端之間設(shè)有斷路器CB2，電源三相交流輸入端與電源三相交流輸出端之間設(shè)有斷路器CB4。結(jié)合附圖2至附圖5，12脈波自耦移相變壓器Tl的輸出兩路三相電的相位相互之差為30度，參考附圖2，市電輸入的三相電A，B、C與進(jìn)入超前組、滯后組6脈波組整流器的三相電(Al、BI、Cl)，(A2、B2、C2)相位差分別為15度和負(fù)15度，其中三相電(Al、BI、Cl)超前市電三相電(A，B、C) 15度，三相電(A2、B2、C1)滯后市電三相電(A，B、C) 15度；與超前組、滯后組三相逆變器的輸入端連接的直流電源線相應(yīng)的分為超前組直流母線和滯后組直流母線。三相電經(jīng)過(guò)三相輸入開關(guān)裝置CBl、熔斷器FUSEl、FUSE12、FUSE 13和檢測(cè)整流器輸入電流的霍爾電流傳感器HPl、HP2、HP3，送到12脈波自耦移相變壓器Tl的三相交流輸入端，12脈波自耦移相變壓器Tl將輸入三相交流電源移相為兩組相位對(duì)應(yīng)互差為30度的三相交流電源超前組(A1、B1、C1)和滯后組(A2、B2、C2)。超前組(A1、B1、C1)三相交流電經(jīng)過(guò)超前組可控三相整流電路整流成直流，經(jīng)過(guò)超前組三相橋逆變電路變成交流電，通過(guò)超前組エ頻隔離變壓器、LC濾波器和超前組主路靜態(tài)開關(guān)裝置輸出與旁路輸入的交流電源同頻同相的純凈三相電。同理滯后組(A2、B2、C2)三相交流電經(jīng)過(guò)滯后組可控三相整流電路(即滯后組6脈波組整流器)整流成直流，經(jīng)過(guò)滯后組三相橋逆變電路(即滯后組三相逆變器)變成交流電，通過(guò)滯后組エ頻隔離變壓器、LC濾波器和滯后組主路靜態(tài)開關(guān)裝置輸出與旁路輸入的交流電源同頻同相的純凈三相電。兩組輸出的交流電在同步控制単元(圖5中未畫出)的控制下，與旁路輸入的交流電源同頻同相，幅值也相差較小，可以可靠的并聯(lián)在一起，經(jīng)過(guò)輸出斷路器CB3給負(fù)載供電。同吋，整流輸入三相電源經(jīng)過(guò)充電器給蓄電池組充電。當(dāng)整流輸入三相電源不正常時(shí)，超前組可控三相整流電路和滯后組可控三相整流電路都停止工作，蓄電池組通過(guò)ニ極管Dl、D2、JKl給超前組直流母線供電，通過(guò)ニ極管D3、D4、JK2給滯后組直流母線供電，保證兩組三相逆變器能不間斷的工作，給負(fù)載的供電也不會(huì)中斷。如整流輸入三相電源恢復(fù)正常，超前組可控三相整流電路和滯后組可控三相整流電路均恢復(fù)正常工作，JK1、JK2斷開，充電器也恢復(fù)工作，進(jìn)入正常工作模式。由于本UPS系統(tǒng)具有一定的冗余性，當(dāng)其中任ー組的三相整流電路或逆變電路出現(xiàn)故障吋，另ー組都能正常工作。如當(dāng)兩組三相逆變器均不 能正常工作時(shí)，逆變輸出的三相靜態(tài)開關(guān)裝置SCR7 — 9和SCRlO —12會(huì)斷開，旁路三相靜態(tài)開關(guān)裝置SCR13 —15會(huì)閉合導(dǎo)通，由于此前逆變輸出的三相電與旁路輸入的交流電源同頻、同相，因此UPS可不間斷的切換到旁路工作，CB2為旁路輸入斷路器。當(dāng)需要維護(hù)時(shí)，可通過(guò)UPS的維護(hù)旁路間斷給負(fù)載供電，CB4為維護(hù)旁路的斷路器；旁路的電源輸入端可以與其他供電器的輸入端連接，也可以與市電連接。本系統(tǒng)中的充電器輸入輸出聞?lì)l隔尚。 以上僅是本申請(qǐng)的較佳實(shí)施例，在此基礎(chǔ)上的等同技術(shù)方案仍落入申請(qǐng)保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.基于自耦移相變壓器和雙六脈波整流的UPS電源，其特征在于其包括電源三相交流輸入端、電源三相交流輸出端、12脈波自耦移相變壓器Tl、兩路并聯(lián)連接的輸出裝置、儲(chǔ)能裝置、旁路靜態(tài)開關(guān)裝置和充電器；12脈波自耦移相變壓器Tl的三相交流輸入端與電源三相交流輸入端連接，12脈波自耦移相變壓器Tl設(shè)有兩組三相交流輸出端，分別為超前組三相交流輸出端和滯后組三相交流輸出端，其中一路輸出裝置包括依次連接的超前組6脈波整流器、超前組三相逆變器、超前組エ頻隔離變壓器T2以及超前組主路靜態(tài)開關(guān)裝置；另一路輸出裝置包括依次連接的滯后組6脈波整流器、滯后組三相逆變器、滯后組エ頻隔離變壓器T3以及滯后組主路靜態(tài)開關(guān)裝置；所述超前組三相交流輸出端與超前組6脈波整流器的三相交流輸入端連接，滯后組三相交流輸出端與滯后組6脈波整流器的三相交流輸入端連接；超前組主路靜態(tài)開關(guān)裝置的三相交流輸出端和滯后組主路靜態(tài)開關(guān)裝置的三相交流輸出端分別與電源三相交流輸出端連接，旁路靜態(tài)開關(guān)裝置的三相交流輸出端亦與電源三相交流輸出端連接；所述儲(chǔ)能裝置設(shè)有超前組輸出端和滯后組輸出端，超前組輸出端與超前組三相逆變器的直流輸入端連接，滯后組輸出端與滯后組三相逆變器的直流輸入端連接；儲(chǔ)能裝置的輸入端與充電器的直流輸出端連接，充電器的三相交流端與電源三相交流輸入端連接，旁路靜態(tài)開關(guān)裝置的三相交流輸入端亦與電源三相交流輸入端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于自耦移相變壓器和雙六脈波整流的UPS電源，其特征在于12脈波自耦移相變壓器Tl輸出到上述并聯(lián)兩路的輸出裝置的三相交流電的相互相位差為30度。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于自耦移相變壓器和雙六脈波整流的UPS電源，其特征在于所述儲(chǔ)能裝置包括蓄電池組和兩個(gè)用于電流定向流動(dòng)的定向耦合單元，ー個(gè)定向耦合単元的兩個(gè)輸出端分別與超前組三相逆變器的輸入端的正極和滯后組三相逆變器的輸入端的正極連接，且該定向耦合單元的輸入端與蓄電池組的正極連接；另ー個(gè)定向耦合単元的兩個(gè)輸出端分別與超前組三相逆變器的輸入端的負(fù)極和滯后組三相逆變器的輸入端的負(fù)極連接，且該定向耦合單元的輸入端與蓄電池組的負(fù)極連接；所述充電器的直流輸出端與蓄電池組連接；超前組6脈波組整流器的輸出電壓和滯后組6脈波組整流器的輸出電壓均高于所述蓄電池組的電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于自耦移相變壓器和雙六脈波整流的UPS電源，其特征在干所述定向耦合單元包括兩個(gè)ニ極管，所述ー個(gè)定向耦合単元的兩個(gè)ニ極管的正極分別與超前組三相逆變器的直流輸入端的正極和滯后組三相逆變器的直流輸入端的正極連接，且所述一個(gè)定向耦合單元的兩個(gè)ニ極管的負(fù)極均與蓄電池組的正極連接；所述另ー個(gè)定向耦合單元的兩個(gè)ニ極管的負(fù)極分別與超前組三相逆變器的直流輸入端的負(fù)極和滯后組三相逆變器的直流輸入端的負(fù)極連接，且所述另ー個(gè)定向耦合単元的兩個(gè)ニ極管的正極分別與蓄電池組的負(fù)極連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于自耦移相變壓器和雙六脈波整流的UPS電源，其特征在于所述定向耦合單元還包括ー個(gè)開關(guān)組，開關(guān)組包括兩個(gè)開關(guān)裝置，兩個(gè)開關(guān)裝置分別與定向耦合単元的兩個(gè)ニ極管并聯(lián)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于自耦移相變壓器和雙六脈波整流的UPS電源，其特征在于所述儲(chǔ)能裝置還包括接觸器JK1、JK2，分別與超前組三相逆變器的直流輸入端的正極和負(fù)極連接的兩個(gè)ニ極管Dl、D2為超前組ニ極管，分別與滯后組三相逆變器的直流輸入端的正極和負(fù)極連接的兩個(gè)ニ極管D3、D4為滯后組ニ極管；超前組ニ極管的兩個(gè)ニ極管D1、D2分別并聯(lián)接觸器JKl的主觸頭，滯后組ニ極管的兩個(gè)ニ極管D3、D4分別并聯(lián)接觸器JK2的主觸頭。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于自耦移相變壓器和雙六脈波整流的UPS電源，其特征在于所述12脈波自耦移相變壓器Tl為12脈波30度自耦移相變壓器，所述超前組三相交流輸出端為Al、BI、Cl ;所述滯后組三相交流輸出端為A2、B2、C2 ;超前組6脈波組整流器的超前組可控三相整流電路由電感組LI和單向可控硅元件SCR1、SCR3、SCR5、SCR4、SCR6、SCR2以及電容Cl組成，其中電感組LI由電感L11、電感L12和電感L13組成，電感Lll的一端與Al端連接，電感Lll的另一端分別與單向可控娃元件SCRl的正極、SCR4的負(fù)極連接；電感L12的一端與BI端連接，電感L12的另一端分別與單向可控硅元件SCR3的正極、SCR6的負(fù)極連接；電感L13的一端與Cl端連接，電感L13的另一端分別與單向可控硅元件SCR5的正極、SCR2的負(fù)極連接；電容Cl的正極分別與單向可控硅元件SCR1、SCR3、SCR5的負(fù)極連接以及與超前組6脈波組整流器的直流輸出端的正極連接；電容Cl的負(fù)極分別與單向可控硅元件SCR2、SCR4、SCR6的負(fù)極連接以及與超前組6脈波組整流器的直流輸出端的負(fù)極連接；所述超前組三相逆變器的超前組三相橋逆變電路由絕緣柵雙極型晶體管IGBTI、IGBT3、IGBT5、IGBT4、IGBT6 和 IGBT2 組成，其中絕緣柵雙極型晶體管 IGBTI、IGBT3 和GBT5的集電極分別與超前組三相逆變器的直流輸入端的正極連接，超前組三相逆變器的直流輸入端的正極與超前組6脈波組整流器的直流輸出端的正極連接，絕緣柵雙極型晶體管IGBT4、IGBT6和IGBT2的發(fā)射極分別與超前組三相逆變器的直流輸入端的負(fù)極連接，超前組三相逆變器的直流輸入端的負(fù)極與超前組6脈波組整流器的直流輸出端的負(fù)極連接；絕緣柵雙極型晶體管IGBT1、IGBT3和GBT5的發(fā)射極分別與絕緣柵雙極型晶體管IGBT4、IGBT6和IGBT2的集電極連接；其中絕緣柵雙極型晶體管IGBTl、IGBT3和GBT5的發(fā)射極還分別與超前組三相逆變器的三個(gè)三相交流輸出端連接；超前組エ頻隔離變壓器T2的三相交流輸入端與超前組三相逆變器的三相交流輸出端連接；超前組エ頻隔離變壓器T2采用D/Y11接法，超前組エ頻隔離變壓器T2與超前組主路靜態(tài)開關(guān)裝置之間設(shè)有由電容C31、C32、C33組成的電容組C3，超前組エ頻隔離變壓器T2的三相交流輸出端為A3、B3、C3 ;電容C31的一端分別與電容C33的一端和三相交流輸出端A3連接，電容C31的另一端分別與電容C32的一端和三相交流輸出端B3連接，電容C32的另一端分別與電容C33的另一端和三相交流輸出端C3連接；超前組エ頻隔離變壓器T2和電容組C3組成超前組LC低通濾波器，所述超前組主路靜態(tài)開關(guān)裝置由雙向可控硅元件SCR7、SCR8和SCR9組成，雙向可控硅元件SCR7、SCR8和SCR9的一端分別與超前組エ頻隔離變壓器T2的三相交流輸出端A3、B3、C3連接，雙向可控硅元件SCR7、SCR8和SCR9的另一端分別與電源三相交流輸出端連接；滯后組6脈波組整流器的滯后組可控三相整流電路由電感組L2和單向可控硅元件SCR1,、SCR3,、SCR5,、SCRt、SCR6,、SCR2,以及電容C2組成，其中電感組L2由電感L21、電感L22和電感L23組成，電感L21的一端與A2端連接，電感L21的另一端分別與單向可控硅元件SCRf的正極、SCRt的負(fù)極連接；電感L22的一端與B2端連接，電感L22的另一端分別與單向可控硅元件SCR3,的正極、SCR6,的負(fù)極連接；電感L23的一端與C2端連接，電感L23的另一端分別與單向可控硅元件SCR5,的正扱、SCR2,的負(fù)極連接；電容C2的正極分別與單向可控硅元件SCRr、SCR3,、SCR5,的負(fù)極連接以及與滯后組6脈波組整流器的直流輸出端的正極連接；電容C2的負(fù)極分別與單向可控硅元件SCR2\SCR4\SCR6,的負(fù)極連接以及與滯后組6脈波組整流器的直流輸出端的負(fù)極連接；所述滯后組三相逆變器的滯后組三相橋逆變電路由絕緣柵雙極型晶體管IGBIT、Ι6ΒΤ3Λ、IGBT5,、IGBTt、IGBT6,和IGBT2,組成，其中絕緣柵雙極型晶體管IGBIT、IGBT3,和GBT5,的集電極分別與滯后組三相逆變器的直流輸入端的正極連接，滯后組三相逆變器的直流輸入端的正極與滯后組6脈波組整流器的直流輸出 端的正極連接，絕緣柵雙極型晶體管IGBT4\IGBT6,和IGBT2,的發(fā)射極分別與滯后組三相逆變器的直流輸入端的負(fù)極連接，滯后組三相逆變器的直流輸入端的負(fù)極與滯后組6脈波組整流器的直流輸出端的負(fù)極連接；絕緣柵雙極型晶體管IGBIT、IGBT3,和GBT5,的發(fā)射極分別與絕緣柵雙極型晶體管IGBT4\ IGBT6,和IGBT2,的集電極連接；其中絕緣柵雙極型晶體管IGBIT、IGBT3,和GBT5,的發(fā)射極還分別與滯后組三相逆變器的三個(gè)三相交流輸出端連接；滯后組エ頻隔離變壓器T3的三相交流輸入端與滯后組三相逆變器的三相交流輸出端連接；滯后組エ頻隔離變壓器T3采用D/Y11接法，滯后組エ頻隔離變壓器T3與滯后組主路靜態(tài)開關(guān)裝置之間設(shè)有由電容C41、C42、C43組成的電容組C4，滯后組エ頻隔離變壓器T3的三相交流輸出端為A4、B5、C6 ；電容C41的一端分別與電容C43的一端和三相交流輸出端A4連接，電容C41的另一端分別與電容C42的一端和三相交流輸出端B4連接，電容C42的另一端分別與電容C43的另一端和三相交流輸出端C4連接；滯后組エ頻隔離變壓器T3和電容組C4組成滯后組LC低通濾波器，所述滯后組主路靜態(tài)開關(guān)裝置由雙向可控硅元件SCR10、SCRll和SCR12組成，雙向可控硅元件SCR10、SCRll和SCR12的一端分別與滯后組エ頻隔離變壓器T3的三相交流輸出端A4、B4、C4連接，雙向可控硅元件SCR10、SCRll和SCR12的另一端分別與電源三相交流輸出端連接；所述旁路靜態(tài)開關(guān)裝置由雙向可控硅元件SCR13、SCR14和SCR15組成，雙向可控硅元件SCR13、SCR14和SCR15的一端分別與電源三相交流輸入端連接，雙向可控硅元件SCR13、SCR14和SCR15的另一端分別與電源三相交流輸出端連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于自耦移相變壓器和雙六脈波整流的UPS電源，其特征在于電源三相交流輸入端與12脈波自耦移相變壓器Tl之間設(shè)有三相輸入開關(guān)裝置CBl和熔斷器組，熔斷器組由熔斷器FUSE I、FUSE2和FUSE3組成，熔斷器FUSE I、FUSE2和FUSE3的一端與12脈波自耦移相變壓器Tl的三相交流輸入端連接，熔斷器FUSEl、FUSE2和FUSE3的另一端與三相輸入開關(guān)裝置CBl的輸出端連接，三相輸入開關(guān)裝置CBl的輸入端與電源三相交流輸入端連接；所述熔斷器FUSE1、FUSE2和FUSE3的一端設(shè)有霍爾電流傳感器HP1、HP2和HP3，且熔斷器FUSEl、FUSE2和FUSE3的一端分別通過(guò)霍爾電流傳感器HPl、HP2和HP3與12脈波自耦移相變壓器Tl的三相交流輸入端連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于自耦移相變壓器和雙六脈波整流的UPS電源，其特征在于所述基于自耦移相變壓器和雙六脈波整流的UPS電源還包括用于控制逆變器輸出的同步控制単元，同步控制単元的輸入端與電源三相交流輸入端連接，同步控制單元設(shè)有兩組輸出端，ー組輸出端與超前組三相逆變器的控制端連接，另ー組輸出端與滯后組三相逆變器的控制端連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于自耦移相變壓器和雙六脈波整流的UPS電源，其特征在于超前組6脈波組整流器的直流輸出端的正極與超前組三相逆變器的直流輸入端的正極之間設(shè)有霍爾電流傳感器HP5 ;滯后組6脈波組整流器的直流輸出端的正極與滯后組三相逆變器的直流輸入端的正極之間設(shè)有霍爾電流傳感器HP6 ;超前組三相逆變器的交流輸出端與超前組エ頻隔離變壓器T2的三相交流輸入端之間設(shè)有霍爾電流傳感器HP7、HP8和HP9，滯后組三相逆變器的交流輸出端與超前組エ頻隔離變壓器T3的三相交流輸入端之間設(shè)有霍爾電流傳感器HP10、HPll和HP12 ;所述電源三相交流輸出端設(shè)有斷路器CB3，斷路器CB3的一端分別與超前組主路靜態(tài)開關(guān)裝置的輸出端、滯后組主路靜態(tài)開關(guān)裝置的輸出端和旁路靜態(tài)開關(guān)裝置的輸出端對(duì)應(yīng)連接，斷路器CB3的另一端與電源三相交流輸出端連接；旁路靜態(tài)開關(guān)裝置的輸入端與電源三相交流輸入端之間設(shè)有斷路器CB2，電源三相交流輸入端與電源三相交流輸出端之間設(shè)有斷路器CB全文摘要
本發(fā)明涉及一種UPS電源，尤其是基于自耦移相變壓器和雙六脈波整流的UPS電源。本發(fā)明包括12脈波自耦移相變壓器T1、兩路并聯(lián)連接的輸出裝置、儲(chǔ)能裝置、旁路靜態(tài)開關(guān)裝置和充電器；所述輸出裝置包括依次連接的6脈波整流器、三相逆變器、工頻隔離變壓器以及主路靜態(tài)開關(guān)裝置。本發(fā)明采用兩路并聯(lián)輸出裝置，使得本發(fā)明的使用可靠性增加；同時(shí)將工頻隔離變壓器設(shè)置于兩路輸出裝置的三相逆變器的后面，實(shí)現(xiàn)兩路對(duì)稱三相電的并聯(lián)和隔離輸出，有效降低了工頻UPS電源整流側(cè)整流變壓器的額定功率、體積、重量以及成本。
文檔編號(hào)H02M1/12GK102624248SQ20121009414
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月1日
發(fā)明者張勝發(fā), 徐海波, 汪家榮 申請(qǐng)人:廣東易事特電源股份有限公司